印刷包裝行業品種繁多,印刷品顏色與形狀多樣。部分產品的材質具有極高的反射度并且表面印制了彩色圖案。如:易拉罐瓶蓋的綜合檢測一直存在著打光難的問題。因此對產品的檢測要求都是十分嚴格。運用機器視覺技術,能迅速準確的發現印刷品的各種缺陷。
機器視覺用于印刷行業中的質量檢測,其基本的工作原理是用攝像機拍攝(采集)印刷品上的圖像,在計算機中與該印品的標準圖像(模板)相匹配比較,如果發現差異并超出設定的公差范圍,即判定為不合格產品。
采用檢測系統進行質量檢測可以提供檢測全過程的實時報警和詳盡、完善的分析報告外,現場操作者還可以根據全自動檢測系統的實時報警及分析報告,對工作中出現的問題進行相應的調整。并且管理者還可以依據檢測結果的分析報告,對生產過程進行跟蹤,更有利于生產技術的管理。也就是說,質量檢測設備不僅可以提升成品的合格率,還能夠協助生產商改進工藝流程,建立質量管理體系,達到一個長期穩定的質量標準。 檢測印刷制品顏色缺陷檢測(如露印檢測、淺印檢測、偏色檢測、露白檢測等);材質缺陷檢測(如孔洞檢測、異物檢測);印刷缺陷檢測(如殘缺檢測、刀絲檢測、飛墨檢測、露印檢測、套印誤差檢測);二維碼缺陷檢測(如重號檢測、偏位檢測、不匹配檢測等)。
遠心工業鏡頭主要是為糾正傳統工業鏡頭的視差而特殊設計的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內,使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化,這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。
普通工業鏡頭目標物體越靠近鏡頭(工作距離越短),所成的像就越大。在使用普通鏡頭進行尺寸測量時,會存在如下問題:
1、由于被測量物體不在同一個測量平面,而造成放大倍率的不同;
2、鏡頭畸變大
3、視差也就是當物距變大時,對物體的放大倍數也改變
4、鏡頭的解析度不高;
5、由于視覺光源的幾何特性,而造成的圖像邊緣位置的不確定性。
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而遠心鏡頭就可以有效解決普通鏡頭存在的上述問題,而且沒有此性質的判斷誤差,因此可用在高精度測量、度量計量等方面。遠心鏡頭是一種高端的工業鏡頭,通常有比較出眾的像質,特別適合于尺寸測量的應用。
無論何處,在特定的工作距離,重新調焦后會有相同的放大倍率,因為遠心鏡頭的最大視場范圍直接與鏡頭的光欄接近程度有關,鏡頭尺寸越大,需要的現場就越大。遠心測量鏡頭能提供優越的影像質素,畸變比傳統定焦鏡頭小,這種光學設計令影像面更對稱,可配合軟件進行精密測量 。
普通鏡頭優點:成本低,實用,用途廣。
普通鏡頭缺點:放大倍率會有變化,有視差。
普通鏡頭應用:大物體成像。
遠心鏡頭的優點:放大倍數恒定,不隨景深變化而變化,無視差。
遠心鏡頭的缺點:成本高,尺寸大,重量重。
遠心鏡頭的應用:度量衡方面,基于CCD方面的測量,微晶學
鏡頭的焦距分為像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到像方焦點的距離,同樣,物方焦距就是物方主面到物方焦點的距離。
是像方焦距,入射光線為平行線時通過透鏡光線的交點到透鏡的距離.當點光源距透鏡某一距離時折射光線為平行線,這個距離叫物方焦距。
物方遠心鏡頭及像方遠心鏡頭介紹
在測量系統中,物距常發生變化,從而使像高發生變化,所以測得的物體尺寸也發生變化,即產生了測量誤差;另一方面,即使物距是固定的,也會因為CCD敏感表面不易精確調整在像平面上,同樣親會產生測量誤差。為了解決上述問題,可以采用遠心鏡頭。其中像方遠心鏡頭可以消除物距變化帶來的測量誤差,而物方遠心鏡頭則可以消除CCD位置不準帶來的測量誤差。
1)物方遠心鏡頭
物方遠心鏡頭是將孔徑光闌放置在光學系統的像方焦平面上,圖1示出,當孔徑光闌放在像方焦平面上時,即使物距發生改變,像距也發生改變,但像高并沒有發生改變,即測得的物體尺寸不會變化;圖2清楚地顯示出物方遠心光路的原理,其中孔徑光闌位于像方焦面上,物方主光線平行于光軸。如果物體B1B2正確地位于與CCD表面M共軛的位置A1上,那么它在CCD表面上的像為M1M2。如果由于物距改變,物體B1B2不在位置A1而在位置A2,那么它的像B′1B′2偏離CCD表面,B′1和B′2點在CCD表面上投影為一個彌散斑,其中心仍為M1和M2點,按此投影像讀出的長度仍為M2M1。這就是說,上述物距改變并不影響測量精度。
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2)像方遠心光路
像方遠心光路是將孔徑光闌放置在光學系統的物方焦平面上,而像方的主光線平行于光軸。如圖3所示。如果物體B1B2的像B′1B′2不與CCD表面M重合,則在CCD表面M上得到的是B′1B′2的投影像,其散斑中心距離M1M2=B′1B′2。因此,不管CCD表面M是否和B′1B′2相重合,它和標尺所對應的長度總是B1B2,所以沒有測量誤差。
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雙側遠心鏡頭
曝光時間
Exposure time
為了將光投射到照相感光材料的感光面上,快門所要打開的時間。視照相感光材料的感光度和對感光面上的照度而定。
相機曝光時間是指從快門打開到關閉的時間間隔,在這一段時間內,物體可以在底片上留下影像曝光時間是看需要而定的,沒有長短好壞的說法只有需要的講法。比如你拍星星的軌跡,就需要很長的曝光時間(可能是幾個小時),這樣星星的長時間運動軌跡就會在底片上成像。如果你要拍飛馳的汽車清晰的身影就要用很短的時間(通常是幾千分之一秒)。 曝光時間長的話進的光就多,適合光線條件比較差的情況。曝光時間短則適合光線比較好的情況。有的是0.04ms—93ms,有的是1/71000s—2s,有的是1/7000s—7s等等
曝光時間主要是指底片的感光時間,曝光時間越長底片上生成的相片越亮,相反越暗。在外界光線比較暗的情況下一般要求延長曝光時間(比如說夜景)。
1. 分辨率(Resolution):相機每次采集圖像的像素點數(Pixels),對于數字相機機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的,對于模擬相機機則是取決于視頻制式,PAL制為768*576,NTSC制為640*480。
2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素數據的位數,一般常用的是8Bit,對于數字相機機一般還會有10Bit、12Bit等。
3. 最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機機一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.),對于線陣相機為每秒采集的行數(Lines/Sec.)。
4. 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對于線陣相機機都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式,曝光時間可以與行周期一致,也可以設定一個固定的時間;面陣相機機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式,數字相機一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒,高速相機機還可以更快。
5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元數(分辨率)共同決定了相機機靶面的大小。目前數字相機機像元尺寸一般為3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質量也越不容易提高。
6. 光譜響應特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性,一般響應范圍是350nm-1000nm,一些相機機在靶面前加了一個濾鏡,濾除紅外光線,如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
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工業鏡頭倍率及視場范圍的計算方法
一、工業鏡頭光學放大倍率的計算方法
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二、工業鏡頭對應視場范圍的計算方法
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附:常見工業相機傳感器尺寸大小
1/4″:3.2mm×2.4mm;
1/3″:4.8mm×3.6mm;
1/2″:6.4mm×4.8mm;
2/3″:8.8×6.6mm;
1″:12.8mm×9.6mm
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